[發(fā)明專利]基于有機(jī)絕緣層的梯度摻雜IGZO薄膜晶體管及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710355891.6
• 申請(qǐng)日: 2017-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN107123671B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張磊;周斌;張珊珊;劉騰飛;袁毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L29/10
• 分類號(hào): H01L29/10;H01L29/24;H01L29/51;H01L29/786;H01L21/34;H01L21/02;H01L21/445
• 代理公司: 成都弘毅天承知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230
• 代理人: 李春芳

本發(fā)明提供一種基于有機(jī)絕緣層的梯度摻雜IGZO薄膜晶體管，涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，包括從下至上依次排列的襯底、柵電極、有機(jī)絕緣層、梯度摻雜IGZO半導(dǎo)體層，梯度摻雜IGZO半導(dǎo)體層上并列設(shè)有源電極和漏電極，其中，梯度摻雜IGZO半導(dǎo)體層包括濃度依次增大的最下層IGZO薄膜、最上層IGZO薄膜、中間層IGZO薄膜。本發(fā)明解決了IGZO半導(dǎo)體和有機(jī)絕緣層的晶格不匹配，從而導(dǎo)致后續(xù)直流磁控濺射IGZO薄膜對(duì)有機(jī)絕緣層的破壞，漏電流比較大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于有機(jī)絕緣層的梯度摻雜IGZO薄膜晶體管及其制備方法。

背景技術(shù)

平板顯示器(FPD)逐漸替代陰極射線顯示器(CRT)，并已經(jīng)在顯示行業(yè)中占主導(dǎo)地位。而薄膜晶體管作為平板顯示器的驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)原件，它的性能直接決定著顯示器質(zhì)量的優(yōu)劣。在普通的有源驅(qū)動(dòng)液晶顯示器中，一般采用氫化非晶硅薄膜晶體管，但是由于其具有不透明、受可見光影響較大及載流子遷移率低等缺點(diǎn)，限制了其進(jìn)一步發(fā)展。最近幾年由于有機(jī)發(fā)光二極管(AMOLED)顯示技術(shù)發(fā)展要求，傳統(tǒng)的氫化非晶硅已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到有源驅(qū)動(dòng)的要求。

新材料IGZO的問世很好得解決了傳統(tǒng)氫化非晶硅的缺點(diǎn)。但由于IGZO屬于無機(jī)半導(dǎo)體材料，實(shí)踐表明，這種IGZO半導(dǎo)體沉積在無機(jī)絕緣層(比如SiO₂，Si₃N₄等)能獲得非常好的器件性能。由于這類無機(jī)絕緣層不透明、沉積成本比較高、柔韌性差的特點(diǎn)，因此它們?cè)谌嵝燥@示和透明穿戴設(shè)備領(lǐng)域的發(fā)展欠佳。而利用透明的有機(jī)絕緣層則能很好的解決這一問題，不僅可以得到柔性透明器件，而且通過旋涂有機(jī)絕緣層的方法大大降低了制作成本。但是由于IGZO半導(dǎo)體和有機(jī)絕緣層的晶格不匹配，絕緣層和半導(dǎo)體層表面出現(xiàn)很多缺陷，后續(xù)直流磁控濺射IGZO薄膜對(duì)有機(jī)絕緣層的破壞，從而導(dǎo)致漏電流比較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：為解決IGZO半導(dǎo)體和有機(jī)絕緣層的晶格不匹配，從而導(dǎo)致后續(xù)直流磁控濺射IGZO薄膜對(duì)有機(jī)絕緣層的破壞，漏電流比較大的問題，本發(fā)明提供了一種基于有機(jī)絕緣層的梯度摻雜活性層IGZO的薄膜晶體管的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于有機(jī)絕緣層的梯度摻雜IGZO薄膜晶體管，包括從下至上依次排列的襯底、柵電極、有機(jī)絕緣層、梯度摻雜IGZO半導(dǎo)體層，梯度摻雜IGZO半導(dǎo)體層上并列設(shè)有源電極和漏電極，其中，梯度摻雜IGZO半導(dǎo)體層包括濃度依次增大的最下層IGZO薄膜、最上層IGZO薄膜、中間層IGZO薄膜。

進(jìn)一步地，所述梯度摻雜IGZO半導(dǎo)體層的最下層IGZO薄膜的氧分壓(O₂流量/Ar流量)為5％-8％，厚度為1～3nm；中間層IGZO薄膜的氧分壓為0％-2％，厚度在2～4nm；最上層IGZO薄膜的氧分壓為2％-3％，厚度為30～60nm。

優(yōu)選地，所述襯底的材料為聚酰亞胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或玻璃基板中的一種。

優(yōu)選地，所述柵電極為氧化銦錫，柵電極的厚度為150～250nm。

優(yōu)選地，所述有機(jī)絕緣層的材料為聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯乙烯中的一種，厚度為100～360nm。

優(yōu)選地，所述源電極和所述漏電極的材料均為氧化銦錫、氧化鋅、銦鎵鋅氧化物、石墨烯、金屬單質(zhì)銀、鋁、金中的一種，源電極和所述漏電極的厚度均為100～200nm。

另一方面，本發(fā)明提供一種基于有機(jī)絕緣層的梯度摻雜IGZO薄膜晶體管的制備方法，包括如下步驟：

S1：制備清洗襯底；先用丙酮擦拭襯底表面大的顆粒，然后用弱堿水、丙酮、去離子水、乙醇或異丙醇分別對(duì)玻璃襯底進(jìn)行超聲清洗，最后用氮?dú)?純度>99.99％)將襯底吹干；